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과제기본정보

도로결빙방지를 위한 에너지 절약형 신공법 개발1년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 건설기술연구사업 과제번호 06CCTI-C042380-01
국가과학표준분류 1순위 None | None | None 적용분야 -
2순위 None | None | None 실용화대상여부 -
3순위 None | None | None 과제유형 -
과제명 도로결빙방지를 위한 에너지 절약형 신공법 개발
주관연구기관 (주)경동엔지니어링
총괄연구 책임자 성명 박헌영
소속 (주)케이지엔지니어링종합건축사사무소 직위 부사장
기관 대표번호 031-828-1114 FAX 031-828-1110
총 연구기간 2006-12-20 ~ 2007-06-19
당해연도 연구기간 2006-12-20 ~ 2007-06-19

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금 계
현금 현물 소계
1차년도 36,000,000 30,000,000 30,000,000 60,000,000 96,000,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 사계절이 뚜렷한 우리나라에서는 겨울철 폭설 및 도로결빙에 의한 교통장애와 사고급증으로 큰 손실이 발생되고 있다. 본 연구에서는 세계 최초로 태양광 에너지와 면상발열체를 이용한 도로결빙방지 시스템을 개발하여 도로터널 입출구의 상습결빙지역, 교량, 활주로, 지하차도 및 지하주차장 출입구에 적용하고자 한다.
최종목표 도로결빙방지 공정개발은 최저 영하 40도에서도 도로 표면의 온도가 최소한 영상 5도 이상 유지될 수 있도록 하기 위한 신공법으로서 기존의 개발된 전기 전열식 도로결빙방지 시스템이나 제설제를 살포하는 공법을 대체하여 태양전지를 활용한 에너지 신공법을 개발하고, 현재의 면상발열체보다 성능과 내구성이 뛰어나고 기능성과 물성이 향상된 면상발열체를 개발하여 겨울철 도로결빙에 의한 사고를 사전에 방지하고 시공성이 간편하며 경제성이 있는 환경친화형 도로결빙방지 공법을 개발하고자 함.
연구내용 및 범위 ㅇ연구의 필요성
국내에서 도로공사용으로 사용하고 있는 도로결빙방지를 위한 시스템은 전기전열식 공법과 제설제를 뿌리는 방식을 사용하고 있으나 본 연구에서는 단열효과가 높고 열효율이 높은 친환경적인 면상발열체 재료를 개발하여 도로에 적용함으로써 에너지 절약과 관리비 감소로 인한 경제성이 높은 고효율의 신 도로결빙방지시스템을 개발하고자 한다.
면상발열체는 단열층, 발열층, 전원공급층으로 구성되었으며 고분자, 탄소, 및 Bronz나 은을 기본소재로 하여 구성되어 있으며, 전기에너지를 열에너지로 전환하는 시스템으로써 실내난방용 시설에 주로 사용되고 있다. 그러나 최근에 개발된 면상발열체는 유연성과 내구성이 증가되었고 성능이 크게 향상되어서 그 용도가 특수복에 적용되는 등 다양화 되고 있다. 우리나라의 도로 특성은 사계절이 뚜렷하여 기온차가 심하고 강수량이 많아서 동경융해 및 풍화작용에 의한 도로유지 관리비가 증가하고 있으며, 특히 겨울철 도로 표면의 결빙으로 인한 각종 교통사고의 증가와 시설물의 파손은 도로의 안전성을 크게 훼손하고 있는 실정이다.
따라서, 주로 상습결빙지역인 도로터널의 입출구, 교량, 지하차도, 단지내 지하주차장 출입로, 활주로 등에 대한 적용이 매우 필요한 실정이다. 면상발열체의 도로 적용을 위해서는 발열체의 열효율이 높고, 강도가 강하여 내구성이 보장되어야 한다. 또한 시공성이 간편하고 습기나 오염물질에 잘 견딜 수 있으며 전도성이 우수하고 외부 충격에 안정성이 확보되어야 한다.

ㅇ연구 내용
위에 서술한 바와 같이 도로결빙 방지용 면상발열체는 도로 표면 및 지하에서 유입된 수분에 강하여야 되고, 도로표면에서 가해진 충격에 견딜 수 있어야 한다. 또한 절전효과가 커서 열효율이 높고 기온이 급강하 시에만 일시적으로 작동해야 하는 제어 기능이 있어야 한다. 본 연구에서는 다음과 같은 내용의 연구가 이루어질 것이다.
1. 도로결빙방지용 면상발열체의 개발
- Insulation part 개발
- Heating part 개발
- Electronic conduction part 개발
2. 전원공급 hybrid 시스템 개발
- 수요전원 설계 및 태양전지의 설계
- 축전 및 전원 공급장치의 설계 및 실험
3. 고성능 면상 발열체 시험제작
- Thick film heater 개발
- Thin film heater개발
- 성능평가용 pilot 개발
4. 전원공급 hybrid Pilot 시스템 개발
- 수요전원 설계 및 태양전지의 설계
- 축전 및 전원 공급장치 Pilot제작
5. 시공공법개발, 성능 및 경제성 평가
- 시공공법의 설계 및 개발
- 경제성 평가
- 성능평가
6. 고성능 면상 발열체 시험시공
- 면상발열체의 시험시공
- 시험시공의 성능평가
7. 시공공법개발, 성능 및 경제성 평가
- 시공공법의 설계 및 개발
- 경제성 평가
- 성능평가
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
1차년도 o 고성능 면상발열체 개발 - 고성능 면상발열체 개발을 위한 문헌 수집 - 면상발열체 발열효과, 물성 측정 - 에너지 절약형 전원공급 시스템 연구
연구성과 기술적 기대성과 겨울철 폭설 및 도로결빙에 대한 도로의 안전관리를 위하여 면상발열체를 포함 도로결빙방지 시스템을 적용 기존의 전기전열방식이나 제설제를 뿌리는 공법을 대체하여 시공성이나 경제성을 비교해 볼때 유리함.
사회 경제적 파급효과 겨울철 결빙에 의한 차량사고로 인하여 수많은 인명피해를 사전에 예방할 수 있으며, 태양광 에너지 절약형 절전 시스템을 적용하여 신 재생에너지 활용기술을 발전시켜 도로의 안전성 확보 및 에너지 절약기술에 이르기까지 경제적 파급효과가 수조원에 이를 것임.
활용방안 주로 상습결빙지역인 도로터널의 입출구, 교량, 지하차도, 단지내 지하주차장 출입로, 활주로 등에 대한 적용으로 도로 사고에 대한 안전율을 향상시킴.
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 면상발열체 태양전지 및 에너지 도로결빙방지 면상발열체 이용기술 도로안전을 위한 신 환경친화형공정
영문 Film heater Solar cell and energy Protection for freezing of a road Application technology of film heater Eco-friendly process for higher safety of a road
최종보고서
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최종보고서 0273_도로경빙방지 도로결빙 결합본.pdf   다운로드

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